JPS58221340A - スタ−リングエンジン利用のガス瞬間湯沸器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスターリングエンジン利用のガス瞬間湯沸器で
あシ冷風装置を含むものに関する。

従来、ガス湯沸器は、小型（５号相当以下）で開放型の
場合は排ガスを直接室内に排出していたが、その場合に
は排ガスによる室内汚染を防ぐだめに室内にさらに換気
扇を設けていた。またとの湯沸器の場合には換気扇と湯
沸器とを連動するだめの連動装置を必要とし、そのだめ
の検出装置を湯沸器内部に設けることが必要であシ信頼
性、価格の点で消費者のニーズにあいにくい面があった
。

一方、やや大型のガス湯沸器（６号相当以上）において
は、上記の欠点をなくすために排気筒方式あるいはバラ
ンス型給排気筒方式さらにはＩ”　Ｆ型給排気筒方式が
実施されているが、それらには次のような欠点がある。

■　排気筒方式・・排気筒工事が必要で価格も高くなる
。

■　バランス型給排気方式・・給排気筒構造が複雑にな
り、価格も高い。又微風時等において給排気性能が悪く
、燃焼が不安定になる。

■　Ｆ　Ｆ型給排気方式・・電気によシフアンを回転さ
せるために電気代がかがシ、価格も高い。

又部れた手で操作するときなど感電のおそれがある。さ
らには、ファンが排気側に用いられる場合はファンは高
温（１５０〜２００℃前後）の排ガスにさらされるため
、寿命が短かくなる。

又ガス湯沸器はガス燃焼によシケーシングの温度が、上
昇するので、夏期等の暑い季節において使用する場合は
室内の温度を上昇させ、使用者に不快感を与えるといっ
た不都合がある。本発明は、上記事情に着目してなされ
たものであシ、その目的とするところは、電気や他の諸
設備を必要としないで、ガスバーナの燃焼自体により強
制給排気作用を行ない、安定で良好な燃焼を得ると同時
に夏期等の暑い季節に使用する際には、冷風をも同時に
供給し、使用者に快適で安全なガス瞬間湯沸器を提供し
ようとするものである。

以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による瞬間湯沸器の概略回路構成図を示
す。１は湯沸器のケーシングで上部に空気吸入のだめの
ルーバータイプの吸入孔２６が設けられている。２はス
ターリングエンジンであって主熱交換器乙の上に配置さ
れ加熱部と冷却部とよりなシ加熱部は主熱交換器上面に
密着し、冷却部は主加熱部上部に第２図に図示するよう
にスターリングエンジンのシリンダーの側壁を取巻くよ
うにエンジンの冷却系をなす給水管１１が密着蝋付けさ
れている。主熱交換器乙の内部にはフィン２０を装着し
た給湯管１２が配設されている。１だ主熱交換器乙には
左上部に見られるように排ガス熱交換器４に通ずる排ガ
ス開口部２１が設けられ、前記排ガス熱交換器４内には
スターリングエンジンのシリンダーをと逆巻く給水管１
１の下方延長部が貫通しておシ、この部分にはフィン１
９を装着して冷却を終った冷水の加熱効果を高めている
。壕だ排ガス熱交換器４の上部は壁開口部６に通ずる煙
道５に連結し、この煙道内に設けられた排気用ファン８
によって排ガスを外部に放出せしめる。ファン８は第２
図に示す如くスターリングエンジン２のクランク軸６８
によって回転される。

一方、給水系路には給水圧力によってガスバーナ１８へ
ガスを供給する供給弁１５を開閉せしめる水圧応動装置
１０が設けられていて、これに接続された給水管１１に
給水すると共にガス供給弁１５を開いてマニホールド１
６、ノズル１７を経てガスバーナを点火せしめる。

壕だ水圧応動装置１０に至る給水管１１の途中には分岐
して第６図に示すように散水管２２が設けられ、末端は
閉塞されている。丑たこの散水管２２の途中には開閉弁
２−６とこの開閉弁２６を開閉する冷風用つまみ２４が
設けられ、さらに上下方向に複数個の散水管ノズル２５
が設けられ、加湿冷却系を構成している。このため夏期
等の暑い季節においては、冷風用つ１み２４を操作し、
開閉弁２６を開にすることによって給水管１１内の水は
散水管２２内に流入し、複数個の散水管ノズル２５から
水が霧状になって噴出する。なおこのノズル２５の先端
の細孔の直径は０．１〜０．２　ｒｒｔｍ程度が望まし
い。

またケーシング１内には、鴎−気孔２６のほぼ中央にそ
の一端を当接した仕切板１４を下方向に延在するが、仕
切板１４の下部は前記散水管ノズル２５に対向した空気
吐出孔２７に空気を導くように傾斜させながら、空気吐
出孔２７方向に延在させる。

ところでスターリングエンジン２のクランク軸３７には
吸気用ファン７を前記仕切板１４の吸気ガイドの上方に
位置せしめであるため、燃焼用空気を仕切板１４の背面
側に沿って流下させることができる。

さてクランク軸６７にはこの軸３７の回転を逆方向に伝
達するベルトを含む伝達装置１３を連結することで伝達
装置１ろに直結した軸４２をクランク軸ろ７とは逆方向
に回転させるようにする。

また軸４２には加湿冷却用ファン９を接続し、散水管ノ
ズル２５と相対向状態に位置づける。

まだこのように構成することで、スターリングエンジン
駆動時には吸気用ファン７と排気用ファファンとは逆方
向に回転し、よって強制給排気を行なうと同時に冷風を
も供給するものである。

次に、上記実施例の作用について詳細に説明する。

壕ず操作軸を操作してパイロットバーナに点火し、給湯
栓を開放すると（上記はいずれも図示せず）給水管１１
内に水流が生じ、その給水圧によシ水圧応動装置１０が
ガス供給弁１５を開放し、ガスはマニホールド１６、ノ
イル１７を経てガスバーナ１８に供給され、給湯加熱が
行なわれる。

そのとき給水管１１はスターリングエンジン２の冷却部
にろう付けで密着せしめであるので、スターリングエン
ジン２の冷却部は冷却されるのと同時に、ガスバーナ１
８の燃焼によシ主熱交換器乙の上部に密接しているスタ
ーリングエンジン２の加熱部は加熱され、冷却部（温度
：Ｔ２）と加熱部（温度二Ｔ１）の温度差によシスター
リングエンジン２は駆動する。ここで周知のスターリン
グエンジンの動作について第２図で説明すると、このス
ターリングエンジンは、シリンダー３０内にピストン２
８とディスプレーサ−２９とその他の動力取出機構を内
蔵する単動形ディスプレーサ−・ピストン方式のスター
リングエンジンにして、空気を動作ガスとする。スター
リングエンジンの動作原理は、等温圧縮、等容加熱、等
温膨張、等容冷却でサイクルを組む密閉サイクルでアシ
、ピストン２８はシリンダーろＯの内壁に密接し、ディ
スプレーサ−２９はシリンダー６０の内壁との間に適当
な空間をつ＜シ、動作ガスを交互に膨張、圧縮空間に移
す役割を果たす。ピストン２８は上記サイクルによシ往
復運動をし、その動力はピストン連接棒６６によシフラ
ンク車（ろ）、４１に伝えられ、クランク軸（２）、ろ
８が回転し、排気用７アン８を回転させる。なおピスト
ン連接棒ろ６は、その一端ラリストビン６４によシピス
トン２８に、他端をクランクピン（２）、３６によりク
ランク車（２）。

（３）、　４０　；　４１に連結されている。一方、デ
ィスプレーサ一連接棒６２は、ピストン連接棒６′５と
偏心してクランク車（１）、（２）、　３９　、４０に
クランクビン（１）、３５で連結され、ディスプレーサ
−棒６１は一端をディスプレーサ一連接棒ろ２に連結さ
れ、他端はディスプレーサ−２９に固定されている。

このようにして、ディスプレーサ−２９はピストン２８
の動きに従ってシリンダー６０内を往復運動し、その動
力がディスプレーサ一連接棒６２によシフランク軸（１
）、３７に伝えられ、吸気用ファン７を回転させる。こ
のとき、吸気用ファン７と排気用ファン８は同一方向に
回転する。

カくシテ、スターリングエンジン２はガスバーナ１８の
燃焼と同時に駆動し、吸気用ファン７を回転させ、新鮮
な空気をケーシング１の吸気孔２６から仕切板１４の吸
気ガイド面に沼って供給し、同時に排気用ファン８の回
転によシ排ガスを煙道５を通じて、壁開口部６よシ室外
へ排出する。

このように両ファンの回転により電気を使うことなく、
ガスバーナの燃焼自体によシ強制的に給排気を行なうこ
とができるので、常に安定で良好な燃焼が得られる。

又、主熱交換器乙の排ガス開口部２１から排気用ファン
８によシ排ガス熱交換器４内に導かれた高温の排ガスは
、排ガス熱交換器４内で給水管内の水と熱交換されるの
で、主熱交換器乙に入る直前の水は予熱されておシ、そ
の結果、給湯熱効率は従来よりもかなシ高くなり、極め
て省エネ的である。

又、本ｉ１３　ａＦＪ、によれば従来必要であった換気
扇やその連動のだめの装置が不要であシ、シかも煙道５
を壁開口部乙に密着せしめるだけでよく、従来必要とさ
れた煙突工事や複雑で高価な給排気筒を必要としないな
ど、大幅なコストダウンが図れる。

さらに、高温の排ガスは、排ガス熱交換器４内で熱回収
されるので、排気用ファンを通過するときには低温にな
っており、従来のように排気用ファンが高温にさらされ
寿命が短かくなるといった不具合も解消される。

さらに夏期等の暑い季節にガス湯沸器を使用する場合に
は、冷風用つ壕み２４を開にし、開閉弁２６を開にする
ことによって、給水管１１内の水は第６図に示すように
散水管２２内に流入し、散水管２２に取付けられている
複数個の散水管ノズル２５に供給される。この散水管ノ
ズル２５の先端は直径０．１〜０．２　ｖａｎ程度の細
孔があけられており、供給された水はとの細孔から霧状
になって噴射される。このとき、スターリングエンジン
２のクランク軸６７に設けられた伝達装置１６により加
湿冷却用ファン９が、前記吸気用ファン７、排気用ファ
ン８とは逆方向に回転し、散水管ノズル２５側に前記吸
気の一部を送風する。このときノズル２５の細孔から噴
射された微細なミストは、蒸発し、周囲から蒸発熱を奪
い冷却し、冷風となって、空気吐出孔２７からケーシン
グ１外へ吹き出される。

即ち、夏期等においては、冷風用つまみ２４を操作する
だけで電気や他の諸設備を使うことなくケーシング１の
空気吐出孔２７から冷風が吹き出し、快適な冷房効果か
えられ、従来の不快感を解消することができる。

又、伝達装置１３と加湿冷却用ファン９は簡単に取外し
可能な構造としておけば、夏期以外の季節に使用する際
には好ましい。

本発明は以上の如き構成と作用からなシ、その効果の主
たるものを列記すると以下のとおりである。

■　ガスバーナの燃焼自体によシ強制給排気を行なうの
で、従来必要とされた換気扇やそのだめの連動装置、更
には複雑で高価な煙突工事や給排気設備を必要とせず、
極めて経済的でかつ安定、良好な燃焼がえられ、安全で
ある。

■　排ガス熱交換器の採用により、給湯熱効率が従来よ
りも著しく上昇し、極めて省エネ的である。

■　排ガスは、上記排ガス熱交換器で熱回収され低温に
なるので、排ガスに直接さらされる排気用ファンは、従
来に比べて長寿命である。

■　夏期等暑い季節にガス湯沸器を使用する際には、冷
風用つまみを操作するだけで電気や他の諸設備を使うこ
となく冷風かえられ、極めて快適かつ経済的である。

■　夏期等暑い季節以外に使用する際には、伝達装置と
加湿冷却用ファンの簡単な取外し操作を行なうことによ
り通常の運転動作かえられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略図であシ、第２図
、第５図は本発明の要部縦断面図を示す。 １・・ケーシング　　２・・・スターリングエンジン６
・主熱交換器　　４・・・排ガス熱交換器５・・・煙道
　　６・・・壁開口部　　７・・吸気用ファン８・・排
気用ファン　　９・・・加湿冷却用ファン１０・・・水
圧応動装置　　１１・・給水管１２・・・給湯管　　１
ろ・・伝達装置１４・・・仕切板　　１５・・・ガス供
給弁１６・・・マニホールド　　１７・・・ノズル１８
・・・ガスバーナ　　１９・フィン２０・・フィン　　
２１・・・排ガス開口部２２・・・散水管　　２６・・
・開閉弁２４・・・冷風用つまみ　　２５・・・散水管
ノズル２６・・・吸気孔　　２７・・・空気吐出孔２８
・・・ピストン　　２９・・・ディスプレーサ−６０・
・・シリンダー　　６１・・・ディスプレーサ−棒６２
・・・ディスプレーサ一連接棒 ６６・・・ピストン連接棒　　６４・・・リストビン６
５・・・クランクビン（１） ろ６　・クランクビン（２）　ろ７・・・クランク軸（
１）６８・・クランク軸（２） ろ９・・・クランク車（１） ４０・・・クランク車（２） ４１・・・クランク車（３）　　　４２・・・軸第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気孔と空気吐出孔を有するケーシング内にガスバーナ
   によって燃焼される主熱交換器と、その上部に配置され
   たスターリングエンジンと、該スターリングエンジンの
   上部外壁に密着してこれを取巻き一ンリンダーを冷却す
   る給水管よシなる冷却系と、該給水管から分岐した散水
   管よりなる加湿冷却系と、該給水管を延長して予熱する
   前記主熱交換器の排ガス開口部近くに設けられた排ガス
   熱交換器と、予熱水を主熱交換器内を通して加熱する給
   湯管よシなる給湯系と、排ガスの煙道内に設けられた排
   気用ファンと吸気孔近くに設けられた吸気用ファンと空
   気吐出孔に対向した散水管ノズルの近くに設けられた加
   湿冷却用ファンと給水圧力によってガスバ、−すへのガ
   ス供給弁を開閉する水圧応動装置とよりなり、前記スタ
   ーリングエンジンは前記主熱交換器と前記冷却系によっ
   て作動し、前記エンジンの機械的動力によって吸気用フ
   ァンと排ガス用ファンと加湿冷却用ファンを回転するこ
   とを特徴とするスターリングエンジン利用のガス瞬間湯
   沸器。